DE3314307A1

DE3314307A1 - Verfahren zur erzeugung eines von stickoxiden freien prozessluftstromes

Info

Publication number: DE3314307A1
Application number: DE19833314307
Authority: DE
Inventors: Göran Mathisson; Sven Hofors Santén
Original assignee: SKF Steel Engineering AB
Current assignee: SKF Steel Engineering AB
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1984-10-25

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur
Erzeugung eines von Stickoxiden praktisch freien Prozeßluftstromes für Zwecke der Verfahrenstechnik, insbesondere für metallurgische Zwecke, keramische Brennprozesse u. dgl., wobei ein erster Gas strom durch einen Plasmagenerator geleitet und in diesem auf Ionisierungstemperatur, d. h. zu einem Plasmagasstrom, erhitzt wird, wobei ferner der Plasmagasstrom in den (z. B. Umgebungsluft aufweisenden) Prozeßluftstrom eingeführt und durch die Menge des Plasmagasstromes die Temperatur des Prozeßluftstromes eingestellt wird. - lonisierungstemperatur meint eine Temperatur, die im Bereich von 3.000 OC oder höher liegt. Die Temperatur des Prozeßgasstromes liegt je nach Prozeß bei 1.000 OC bis zu etwa 2.000 °C. Es versteht sich, daß der Plasmagasstrom und der Prozeßluftstrom zum Zwecke der Temperatureinstellung eine intensive Durchmischung erfahren.
Bei dem bekannten gattungsgemäßen Verfahren (ältere Patentanmeldung P 32 22 574.1-24 der Anmelderin) ist der erste Gasstrom ein Buftstrom,- nämlich gleichsam ein Teilstrom des Prozeßluftstromes. Das Mengenverhältnis Plasmagasstrom / Prozeßluftstrom wird allein nach der Temperatur gewählt, die der Prozeßluftstrom aufweisen soll. Um zu verhindern, daß im Plasmagasstrom und/oder im Prozeßluftstrom in störender Menge Stickoxide entstehen, sind im Rahmen des bekannten Verfahrens besondere Maßnahmen erforder lich. Es muß nämlich dem Plasmagasstrom spätestens beim Austreten aus dem Plasmagenerator ein Kohlenstoff und/oder Kohlenwasserstoff enthaltendes Gut in einer derartigen Menge zugesetzt werden, daß bei Reaktion des Gutes mit dem Plasma das Verhältnis (CO+H2)/(C02+H20) wenigstens 0,1 beträgt, wobei überraschenderweise die Bildung von Stickoxiden im Plasmagasstrom und/oder im Prozeßluftstrom vermieden wird. Das bekannte Verfahren nutzt die Tatsache, daß bei den im Plasma herrschenden Bedingungen der Sauerstoff schneller mit Kohlenstoff als mit dem Stickstoff reagiert. Die Menge an zuzusetzendem Kohlenstoff oder an zuzusetzenden Kohlenwasserstoffen läßt sich durch Beachtung der stöchiometrischen Zusammenhänge bestimmen. Die Zumischung der Kohlenstoffe bzw. Kohlenwasserstoffe verlangt einen besonderen Aufwand und besondere, mit dem Plasmagenerator integrierte Apparate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß eine Zuführung von Kohlenstoff und/oder Kohlenwasserstoffen zu dem Plasma nicht mehr erforderlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der erste Gasstrom aus einem freien Stickstoff und freien Sauerstoff nicht enthaltenden Gas gebildet wird und daß der erhitzte Plasmagasstrom in den Prozeß luftstrom in solcher Menge eingeführt wird, daß Stickoxide praktisch nicht entstehen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird ein Plasmagasstrom mit einer Temperatur von über 3.000 OC erzeugt und durch Beimischung des Plasmagasstromes zum Prozeßluftstrom in diesem eine Temperatur von bis zu etwa 2.000 OC eingestellt.
Im Rahmen der Erfindung kann grundsätzlich mit verschiedenen Gasen, die freien Stickstoff oder freien Sauerstoff nicht mitführen, gearbeitet werden. Uberraschenderweise kommt man zu einer besonders stabilen Verfahrensweise, wenn der erste Gasstrom aus Wasserdampf gebildet wird. Der erste Gasstrom kann aber auch aus einem Edelgas, wie Argon oder Helium, bestehen.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, für den ersten Gasstrom mit einer Mischung aus Wasserdampf und einem oder mehreren Edelgasen zu arbeiten.
Im Rahmen der Erfindung wird das Mischungsverhältnis zwischen dem Plasmagasstrom und dem Prozeßluftstrom nicht allein nach der Temperatur gewählt, die der Prozeßluftstrom aufweisen soll.
Es wird vielmehr auch die Entstehung von Stickoxiden im Prozeßluftstrom beobachtet. Überraschenderweise können die Gasmengen so gewählt werden, daß bei der Mischung der beiden Gasströme Stickoxide in störender Menge nicht entstehen. Es muß nur darauf geachtet werden, daß bei der Mischung der beiden Gasströme, auch nicht bereichsweise oder in Turbulenzballen, sich eine Temperatur einstellt, bei der Sauerstoff und Stickstoff störende Radikale bilden können. Im Rahmen der Erfindung liegt es, zu diesem Zweck sowohl die Temperatur des Plasmagasstromes als auch die des zu erhitzenden Prozeßluftstromes zu variieren.
Jedenfalls kann ohne Schwierigkeiten auch jede gewünschte Prozeßluftstromtemperatur eingestellt werden.

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines von Stickoxiden freien Prozeßluftstromes Patentansprüche: Verfahren zur Erzeugung eines von Stickoxiden praktisch freien Prozeßluftstromes £r Zwecke der Verfahrenstechnik, insbesondere für metallurgische Zwecke, keramische Brennprozesse u. dgl., wobei ein erster Gasstrom durch einen Plasmagenerator geleitet und in diesem auf Ionisierungstemperatur, d. h. zu einem Plasmagasstrom, erhitzt wird wobei ferner der Plasmagasstrom in den Prozeß luftstrom eingeführt und durch die Menge des Plasmagasstromes die Temperatur des Prozeßluftstrom eingestellt wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der erste Gasstrom aus einem freien Stickstoff und freien Sauerstoff nicht enthaltenden Gas gebildet wird und daß der erhitzte Plasmagasstrom in den Prozeßluftstrom in einem solchen Mengenverhältnis zum Prozeßluftstrom eingeführt wird, daß Stickoxide praktisch nicht entstehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Plasmagasstrom mit einer Temperatur von über 3.000 OC erzeugt und durch Beimischung dieses Plasmagasstromes zum Prozeßluftstrom in diesem eine Temperatur von bis zu etwa 2.000 OC eingestellt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gasstrom aus Wasserdampf gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gasstrom aus einem Edelgas, wie Argon oder Helium, gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom aus einer Mischung von Wasserdampf und einem oder mehreren Edelgasen gebildet wind.